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模具材料的最新發(fā)展和應(yīng)用,簡述我國模具材料的發(fā)展概況. 我急用,知道的請(qǐng)速回
在我國相關(guān)部門,一些科研單位和業(yè)務(wù)單位選擇了27種熱模具鋼,基本物理性能、使用性能和性能指標(biāo),并給出了各種熱模具材料選擇規(guī)則,在我國開發(fā)設(shè)計(jì)了幾種低鎳及時(shí)硬化鋼,加工制造后的鋼,然后及時(shí)性,金屬間化合物根據(jù)沉淀提高硬度,熱處理工藝后變化不大。及時(shí)硬化鋼適用于制造高精度注塑模具、透明塑料磨具等。
基材鋼一般是指其化學(xué)成分與快速鋼淬火系統(tǒng)中的基材成分相同的鋼。20世紀(jì)70年代初,美國和日本了解到Vascoma的型號(hào)、Vascomatrixi和MOD2的基礎(chǔ)鋼相當(dāng)于M2和M36彈簧鋼的基材,但在中國開發(fā)了一些基材鋼,如65Cr4W3Mo2VNb(通稱65Nb)、65W8Cr4VTi(通稱LM1)65Cr5Mo3W2VSiTi(通稱LM2)鋼等。這種基材鋼的主要特點(diǎn)是含碳量略高于基材。
為了增強(qiáng)一次性滲碳體積,提高耐磨性,還添加了少量強(qiáng)滲碳體產(chǎn)生原素鈮或鈦,從而形成相對(duì)穩(wěn)定的滲碳體,阻止晶體在熱處理和加熱過程中的生長,從而提高鋁的使用性能。該基材鋼廣泛應(yīng)用于制造擠壓加工、厚鋼板冷沖壓、冷擠壓等磨具,特別適用于大中型復(fù)雜磨具,難以改變?cè)牧?,也可用作輕金屬濕熱沖壓模具、硬質(zhì)合金刀具和鋼結(jié)硬質(zhì)合金。
3.耐磨冷作模具鋼延展性較高,粉末冶金技術(shù)的發(fā)展和熱靜壓的使用導(dǎo)致了20世紀(jì)70年代無松散粉末高速鋼的生產(chǎn)和使用。其核心特點(diǎn)是韌性強(qiáng)、可切割性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)、熱處理方法耐熱性好于普通彈簧鋼,使用壽命很高,然后用其技術(shù)生產(chǎn)高碳鋼高釩超耐磨冷模具鋼,這種鋼具有良好的切削加工和切削特性,并具有良好的延展性。
研磨工具的使用壽命類似于一些硬合金工具,海外生產(chǎn)了各種粉末未冶金超耐磨冷模具鋼,我國科學(xué)研究較少,80年代,5CrNiMo鋁切割性能不能滿足大截面錘鍛模具和使用環(huán)境溫度不超過500℃的需求,對(duì)世界鋼做了大量的解釋和研究。
科研工作說明,Cr在國外同類鋼5CrNiMoV中、Ni、Mo成分明顯高于國內(nèi)5CrNiMo鋼,并且有少量V,因此其切削性能和回火穩(wěn)定性明顯高于國內(nèi)5CrNiMo鋼,并呼吁使用5CrNiMoV鋼,用于制作大中型、復(fù)雜的重載錘鍛模,1預(yù)硬塑料模具鋼,5CrNiMo鋼主要用作大、中、小型鍛造模具,但切削性能不高,回火穩(wěn)定性不高。
3Cr2W8V鋼的使用性能不能滿足大橫截面鍛模對(duì)特性的要求,一般用作黑色和稀有金屬熱擠壓模和Cu、Al鋁合金壓鑄模具耐熱性高,應(yīng)用環(huán)境溫度達(dá)到650℃,但鎢熱模具鋼傳熱性低,冷熱交替疲勞能力差。H13是世界各地常用的熱模具鋼。
當(dāng)使用環(huán)境溫度不超過600時(shí),C具有良好的冷熱交替疲勞性能,用作熱擠壓模具和鋁合金鑄造模具,使用壽命很高,但H13鋼尺寸效果很大,海外選擇爐精煉、持續(xù)高溫?cái)U(kuò)散退火、等煅燒工藝,提高尺寸效果,減少Cr和Mo成分分析,我國大多采用電渣再熔化工藝。
目前,我國常見的冷模具鋼仍是低合金結(jié)構(gòu)鋼CrWMn、高碳鋼高鉻合金鋼Cr12MoV和Cr12。CrWMn鋼具有適度的切削性能和耐磨性,熱處理工藝變化小。但CrWMn鋼鍛造后,需要嚴(yán)格控制冷速,采用適度的熱處理工藝,使?jié)B碳體呈勻稱微小的顆粒狀,分布在基材上。
否則,很容易形成網(wǎng)狀碳化物,導(dǎo)致磨具在使用過程中開裂和開裂。高碳鋼和高鉻合金鋼具有較強(qiáng)的耐磨性,但其滲碳體收縮松動(dòng)嚴(yán)重,導(dǎo)致變形的一致性和韌性下降。根據(jù)連續(xù)的卷頭,可以在一定程度上提高其收縮水平,2容易切割和預(yù)對(duì)抗。
為了提高這種鋼的韌性,我國開發(fā)了一些新型冷模具鋼。例如,這種鋼在煉鋼廠經(jīng)過充分鍛造后制成控制模塊,提前熱處理至規(guī)定硬度(一般預(yù)硬至30~35RHC),P20(即3Cr2Mo)是海外最常用的預(yù)硬塑料模具鋼。
它已被列為中國合金結(jié)構(gòu)鋼的標(biāo)準(zhǔn)。自20世紀(jì)80年代以來,它已廣泛應(yīng)用于中國的一些加工廠。718是瑞典制造的改造P20鋼,切削性能比P20大。熱處理后,斷面尺寸可保持均勻強(qiáng)度,并在中國得到廣泛應(yīng)用。4.時(shí)效硬化鋼和硬質(zhì)合金刀具應(yīng)采用粉末未冶金制造的復(fù)合材料,硬質(zhì)合金刀具硬度高,耐磨性好,彈性模具強(qiáng),應(yīng)用溫度高。
用于制造一些磨具,磨具的使用壽命可以提高多倍、幾十倍以上,但硬合金工具脆,抗拉強(qiáng)度和靈活性弱,不能進(jìn)行機(jī)械加工制造,硬合金工具作為模具鋼,主要用于拉絲模具、沖擊力小、冷擠壓、冷沖壓模具等,目前階段。
為了適應(yīng)壓力加工新技術(shù)和新機(jī)器對(duì)模具鋼在韌性和耐熱性方面的更高要求,我國開發(fā)了大量新型熱作模具鋼,主要包括我國常用的熱作模具鋼為5CrMnMo、5CrNimo和3Cr2W8V鋼,為了提高預(yù)硬塑料模具鋼的加工性,可以添加易切原素,美國、日本、德國都培養(yǎng)了一些易切預(yù)對(duì)抗,海外易切預(yù)對(duì)抗通常是S系。
還有S-Se系、Ca系列,但SE價(jià)格昂貴,S系列易切割鋼相對(duì)較大,當(dāng)橫截面擴(kuò)大時(shí),硫酸鹽松動(dòng)更嚴(yán)重,2擠壓成型模具鋼,在我國開發(fā)了許多強(qiáng)韌性好、耐熱性強(qiáng)的擠壓成型熱模具鋼。
部分鋼材應(yīng)在海外鉬系3Cr3Mo3V鋼和鉻系H13鋼的前提下建立,并具有細(xì)晶強(qiáng)化的特點(diǎn),如HMI(3Cr3Mo3W2V)、TM(4Cr3Mo2WMnvnb)、Y4(4Cr3Mo2Mnvb)、Y10(4Cr5Mo2Siv1)、HD2(4Cr3Mo2VNiNBB)、012Al(5Cr4Mo3SiMnval)等鋼,在保持良好強(qiáng)韌性的環(huán)境下,具有較強(qiáng)的耐熱性,用于制作熱擠壓模、精鍛模、稀有金屬壓鑄模等。
它具有良好的使用效果。為了改善Cr12冷模鋼的滲碳體收縮,提高延展性,進(jìn)一步提高鋁的耐磨性,我國做了大量的科研工作,開發(fā)了許多新的鋼品牌。
如LD、ER5和GM鋼在各種鋼中適當(dāng)調(diào)整鉻成分,提高滲碳體收縮,提高鎢、鉬和釩含量,提高二次硬化能力和耐磨性。與Cr12冷模具鋼相比,這種鋼的滲碳體收縮明顯改善。
延展性高,這種鋼比Cr12冷模具鋼具有更好的耐磨性,因此模具具有更好的使用壽命,更適合沖壓機(jī)床和多軸高速?zèng)_床,我國還開發(fā)設(shè)計(jì)了大橫截面熱鍛模具鋼5cr2Nimovsi和45cr2Nimovsi鋼,與5crnimo鋼相比得到了廣泛的應(yīng)用。
這種鋼中的碳含量略低,提高了Cr和Mo含量,并添加了適量的V和Si,因此具有很強(qiáng)的切削性能和耐熱性。與5Cr2NiMoVSi鋼相比,45Cr2NiMoVSi鋼中的碳和硅略有減少,更適合錘鍛模,用于制造4000t以上的機(jī)械壓力機(jī)鍛模和3t以上的電液錘模。
與5CrNimo和5CrNimoV相比,使用壽命提高了0.5~1.5倍。3Cr2MoWVNi鋼也是我國開發(fā)的熱鍛模建筑鋼,使用壽命高。1合金結(jié)構(gòu)鋼冷模鋼、1熱鍛模鋼、塑料模鋼。
3.非熱處理塑料模具鋼有25CrNi3MoAl、10Ni3Mn2A(PMS)和06Ni6crmovtial等鋼一起,這種鋼經(jīng)熱處理后,強(qiáng)度為20~30HRC,可加工制造,再及時(shí)性,強(qiáng)度可達(dá)38~42HRC、,塑料成型磨具的年產(chǎn)值在模具行業(yè)總值中排名第一。
過去,我國沒有專用注塑模具建筑鋼。近年來,在引進(jìn)國外注塑模具鋁的同時(shí),自動(dòng)開發(fā)開發(fā)了一些新型注塑模具專用鋼、5型耐腐蝕塑料模具鋼。當(dāng)塑料制品以化學(xué)腐蝕塑料為主要原料時(shí),磨具應(yīng)具有耐腐蝕性,一般采用耐腐蝕鋼制造,此時(shí)還規(guī)定了良好的耐磨性,4Cr13(420)是常見的鋼材品牌、9Cr18、17-4PH。
PCR(0Cr16Ni4Cu3Nb)是我國開發(fā)的一種耐腐蝕塑料模具鋼,具有良好的綜合物理性能和耐腐蝕性。我國開發(fā)了一些硫含量易切預(yù)硬塑料模具鋼,如8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)和S-Ca復(fù)合易切塑料模具鋼5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)。5NiSCa鋼采用S-Ca復(fù)合易切割系統(tǒng)和噴涌冶金工業(yè),優(yōu)化了硫酸鹽的結(jié)構(gòu)、遍布和各種鋼材。在剖面上,硫酸鹽的分布仍然相對(duì)勻稱。5NiSCa鋼具有較強(qiáng)的切割性能和拋光處理性能。
當(dāng)磨具強(qiáng)度為35~45HRC時(shí),各種生產(chǎn)加工都可以順利進(jìn)行。近年來,世界各國開發(fā)了一些納米微晶(WC晶體低于1)μm)和極細(xì)晶體硬質(zhì)合金刀具(WC晶體低于0.6μm),WC晶粒在傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金刀具中尺寸為1.3~1.5μm,極細(xì)晶體硬質(zhì)合金刀具填補(bǔ)了基本硬質(zhì)合金刀具的諸多不足,增加了其應(yīng)用領(lǐng)域。
在生產(chǎn)耐磨、耐沖擊模具等方面取得了顯著的實(shí)際效果,在我國一些科研單位和硬合金廠開發(fā)了各種納米微晶硬合金工具和極細(xì)晶硬合金工具,開發(fā)設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的極細(xì)晶硬合金工具仍是硬合金工具科學(xué)研究的熱門話題,熱模具鋼,鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具應(yīng)以滲碳體為硬相,鋼作為粘結(jié)相形成的復(fù)合材料。鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具具具有良好的耐磨性,其強(qiáng)度和延展性一般高于硬質(zhì)合金刀具,具有熱處理工藝、切削加工、可鍛性和可鍛性。
磨具是鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具的主要應(yīng)用領(lǐng)域。這些材料是在20世紀(jì)60年代初開發(fā)的,已經(jīng)開發(fā)成各種類型的鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具。作為模具鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具,硬質(zhì)階段一般采用TiC和WC,鋁基材一般采用合金結(jié)構(gòu)鋼鉬鋼、中高級(jí)合金結(jié)構(gòu)鋼或彈簧鋼。如TiC系GT35、R5、D1、WC系TLMW5T1、GW50、GJW50。
鋼結(jié)硬質(zhì)合金刀具已用于制造冷軋模具、擠壓模具、拉伸模具、沖裁接觸、拉絲模具、熱軋模具等。這種鋼不經(jīng)過生產(chǎn)調(diào)度解決,鍛軋后可以達(dá)到預(yù)硬強(qiáng)度,有利于節(jié)約資源,控制成本,減少生產(chǎn)時(shí)間。中碳錳硼風(fēng)冷馬氏體鋼可用于制造塑料模具和橡膠模具。
非熱處理塑料模具鋼2Mn2Crvtiscare(FT),鋼里加入S、Ca、Re作為一種易切割原料,比S-Ca復(fù)合易切割鋼具有更好的加工性能。低碳環(huán)保MnMoVB系列非熱處理馬氏體大橫截面塑料模具鋼(B30)加入S、Ca作為易切原素,工業(yè)生產(chǎn)試生產(chǎn)說明400mm厚方坯熱扎后風(fēng)冷,強(qiáng)度沿橫截面均勻。這種鋼的主要特點(diǎn)是工藝性能好,退火溫度低。
熱處理工藝變形小,韌性好,耐磨性適中,如GD(6CrMnNimovsi)、7Crsimnmov(CH)、DS鋼等,GD鋼用于制造易崩刃、斷裂的冷沖模具,具有較高的使用壽命,CH鋼的成分與日本SX105V鋼相同,是一種火焰淬硬鋼,模具零件主要用于制造汽車和生產(chǎn)線。
火焰熱處理時(shí),加熱磨具刀口切割表面,硬底層下有高耐磨基材作為墊片,使磨具使用壽命相對(duì)較高。DS鋼是一種沖擊冷模具鋼,其斷裂韌性明顯優(yōu)于普通高耐磨刀頭,采用合金鋼6CrW2Si和2基材鋼。20世紀(jì)80年代初,中國引進(jìn)了外國通用鉻熱模具鋼H13(4Cr5MoSiv1),當(dāng)環(huán)境溫度不超過600℃時(shí),H13鋼具有良好的冷熱交替疲勞性。
取代3Cr2W8V鋼,產(chǎn)品壽命大大提高,H13鋼迅速全面推廣,產(chǎn)量超過3Cr2W8V鋼。1981年,世界上常用的高碳鋼高鉻合金鋼D2(Cr12Mo1V1)被引入中國,與Cr12MoV鋼相比。
與Cr12MoV相比,D2鋼的滲碳體縮松略有改善,強(qiáng)度和延展性略有提高。D2鋼制成的磨具的使用壽命也有一定程度的提高,彈簧鋼(通常是W6Mo5Cr4V2和W18Cr4V)的使用壽命更高。耐磨性和抗壓強(qiáng)度主要用于加工模具,但其延展性不能滿足復(fù)雜大中型模具和較大負(fù)荷的要求。
H13、H14、Cr12、Cr12MoV、Cr8、CrWMn、4Cr13、SKD11、D2、DC53、Cr5,合金工具鋼,Q345B-E、20crmo-35crmo、20-50Cr、38CrMoAlA、20-30crmntintin、20-40Mn2、B7等..,易切削鋼,舞陽鋼鐵有45號(hào)鋼/工具鋼,可百度搜索,特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。
SCM420一般用于熱處理或滲碳處理,用于制造一般腐蝕性物質(zhì)和工作溫度過低 250℃、空調(diào)管及各種標(biāo)準(zhǔn)部件、高級(jí)氮化部件,如傳動(dòng)齒輪、軸等,具有氮?dú)浠旌衔锝橘|(zhì)的相關(guān)工作,1215(Y15)、12L14(Y15PB)、1144(Y40Mn)、1117(Y20)、SUM24L、11SMn30、11SMNPb30等..,SCM420合金工具鋼,20CrNiMoA(8620)、40CrNiMoA、40CrNi2MoA(4340)、17-34crnimo6、30CrNiMo8、45CrNimoVA、25Cr2MoVA、12Cr1MoVA、16/20MnCr5、20/40crMnMoA、5CrNimo、5CrMnmo、12-37CrNi3A、35CrMoV、12-20Cr2Ni4A、30/35crmnsin、B16等..,GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、G20CrNiMo、9Cr18、65Mn、60Si2Mn、60Si2CrV、50CrV等..,20CrMo,●物理性能(熱處理),抗壓強(qiáng)度 σb (MPa)。
≥885(90)抗拉強(qiáng)度 σs (MPa),≥685(70)延伸率 δ5 (%),≥12斷面收縮率 ψ (%),≥50沖擊功 Akv (J),≥78斷裂韌性值 αkv (J/cm²,≥98(10)強(qiáng)度。
≤197HB與國內(nèi)型號(hào)相匹配,20CrMo 對(duì)應(yīng)德國型號(hào),25crmo4(1.7218)●有機(jī)化學(xué)成分(企業(yè)%),碳 C,0.18~0.23硅 Si,0.15~0.35錳 Mn,0.60~0.90硫 S。
允許殘留成分≤0.030磷 P,允許殘留成分≤0.030鉻 Cr,0.90~1.20鎳 Ni,允許殘留成分≤0.25銅 Cu,允許殘留成分≤0.30鉬 Mo,0.15~0.25、模具鋼、SCM420合金工具鋼、產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。
JIS G4053-2003,切削性能高,無回火脆性,焊接性能好,冷裂趨勢小,鉆孔和冷應(yīng)變塑性好,特殊鋼材。
JIS G4053-2003,切削性能高,無回火脆性,焊接性能好,冷裂趨勢小,鉆孔和冷應(yīng)變塑性好,特殊鋼材。